RU2328069C2

RU2328069C2 - Device of object identification at surface acoustic waves

Info

Publication number: RU2328069C2
Application number: RU2006109346/09A
Authority: RU
Inventors: н Александр Сергеевич Багдасар (RU); Александр Сергеевич Багдасарян; Валерий Владимирович Бутенко (RU); Валерий Владимирович Бутенко; ев Юрий Васильевич Гул (RU); Юрий Васильевич Гуляев
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2008-06-27
Also published as: RU2006109346A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: device of object identification at surface acoustic waves includes case, receiving-transmitting antenna, acoustic duct with an interdigital transducer (IDT) at the working surface, IDT connected to the antenna, and reflective IDTs comprising two equal parts shifted against each other at a distance depending on the reflective IDT number counted off from the IDT connected to the antenna. At that, adjusting the distance between reflective IDT parts within λ₀/4 allows changing of reflection factor in the range from

to 0, where λ₀ is the period of reflective IDT, k² is a square of electromechanical coupling factor, M is the number of periods in a part of reflective IDT. Such construction of identification device enables generation of identified object code chain impulses with the same amplitude.

EFFECT: consistent decrease of reflection factor of reflective interdigital transducers by a given rule.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для идентификации и охраны различных объектов.The invention relates to the field of radio engineering and can be used to identify and protect various objects.

Из публикации международной заявки (WO) 94/06104 А1 известны пассивные устройства идентификации, в которых нет источника питания. В этих устройствах с помощью индуктивной связи через переменное магнитное поле производится дистанционное электропитание микросхемы, которая выдает определенный код через эту же индуктивность связи в распознающее устройство. Недостатком данной системы является малый радиус действия (до метра) и также достаточно сильный сигнал, обеспечивающий питание микросхемы, что может нанести вред идентифицируемому объекту (особенно если это животное или человек).From the publication of international application (WO) 94/06104 A1 passive identification devices in which there is no power source are known. In these devices, using inductive coupling through an alternating magnetic field, remote power supply of the microcircuit is performed, which gives a specific code through the same coupling inductance to the recognition device. The disadvantage of this system is the small radius of action (up to a meter) and also a sufficiently strong signal that provides power to the microcircuit, which can harm an identified object (especially if it is an animal or a person).

Устранить указанные недостатки позволяет пассивное устройство идентификации объектов на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащее корпус, приемно-передающую антенну, звукопровод, на рабочей поверхности которого расположены встречно-штыревой преобразователь (ВШП), соединенный с антенной, отражательные ВШП в одном акустическом канале (Патент ФРГ №1279785 А).Eliminate these disadvantages allows a passive device for identifying objects on surface acoustic waves (SAW), containing a housing, a receiving and transmitting antenna, a sound duct, on the working surface of which there is an interdigital transducer (IDT) connected to the antenna, reflective IDTs in one acoustic channel ( German patent No. 1279785 A).

В данном устройстве опрашивающий сигнал принимается антенной, далее преобразуется в ПАВ с помощью ВШП, а затем отражается от отражательных ВШП, образуя кодовую последовательность, которая с помощью ВШП, соединенного с антенной, преобразуется в электромагнитный сигнал и излучается на распознающее устройство. В данном случае нет необходимости в электропитании микросхемы, поэтому опрашивающий сигнал может быть ослаблен до значений, не наносящих вред идентифицируемому объекту.In this device, the interrogating signal is received by the antenna, then converted into a SAW using IDT, and then reflected from the reflective IDT, forming a code sequence, which using IDT connected to the antenna, is converted into an electromagnetic signal and radiated to a recognition device. In this case, there is no need to power the microcircuit, therefore, the interrogating signal can be attenuated to values that do not harm the identified object.

Расстояние идентификации также может быть увеличено надлежащим подбором рабочих частот и антенны. Так как с каждым отражением сигнал ослабляется, то импульсы в отраженной последовательности будут иметь разную амплитуду, что является недостатком данной конструкции. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании устройства идентификации на ПАВ, лишенного указанного недостатка.Identification distance can also be increased by proper selection of operating frequencies and antenna. Since the signal is attenuated with each reflection, the pulses in the reflected sequence will have different amplitudes, which is a drawback of this design. The problem to which the invention is directed is to create an identification device for a surfactant devoid of this drawback.

Технический результат, который дает осуществление изобретения, заключается в последовательном уменьшении коэффициента отражения по определенному закону от отражательных ВШП, расположенных в различных акустических каналах.The technical result that the implementation of the invention provides is the sequential reduction of the reflection coefficient according to a certain law from reflective IDTs located in various acoustic channels.

Это достигается тем, что в устройстве идентификации объектов на поверхностных акустических волнах, содержащем корпус, приемно-передающую антенну, звукопровод, на рабочей поверхности которого расположены встречно-штыревой преобразователь (ВШП), соединенный с антенной, и отражательные ВШП, отражательные встречно-штыревые преобразователи выполнены из двух одинаковых частей, сдвинутых относительно друг друга на расстояние, которое зависит от номера отражательного ВШП, отсчитываемого от ВШП, соединенного с антенной, причем изменяя расстояние между частями отражательного ВШП в пределах λ₀/4 можно изменять коэффициент отражения от

до 0, где λ₀ - период отражательного ВШП, k²- квадрат коэффициента электромеханической связи, М - число периодов в части отражательного встречно-штыревого преобразователя.This is achieved by the fact that in the device for identifying objects on surface acoustic waves, comprising a housing, a receiving and transmitting antenna, a sound duct, on the working surface of which there is an interdigital transducer (IDT) connected to the antenna, and reflective IDTs, reflective interdigital transducers made of two identical parts, shifted relative to each other by a distance that depends on the number of reflective IDT, counted from the IDT connected to the antenna, and changing the distance between the portions of reflective IDTs between λ _0/4, the reflectance can be changed by

to 0, where λ ₀ is the period of the reflective IDT, k ² is the square of the coefficient of electromechanical coupling, M is the number of periods in the part of the reflective interdigital transducer.

На чертеже показана топологическая структура устройства на ПАВ в соответствии с изобретением.The drawing shows the topological structure of a device for surfactants in accordance with the invention.

Устройство содержит звукопровод 1, на котором расположены приемопередающий ВШП 2 и отражательные ВШП, состоящие из двух одинаковых частей 3 и 4, расстояние между которыми зависит от номера отражателя, ВШП 2 подсоединен к антенне 5 и выполнен с внутренними отражателями, звукопровод 1 вместе с расположенными на нем ВШП 2, 3, 4 расположен в герметичном корпусе 6.The device comprises a sound duct 1, on which there are transceiver IDT 2 and reflective IDT, consisting of two identical parts 3 and 4, the distance between which depends on the number of the reflector, IDT 2 is connected to the antenna 5 and is made with internal reflectors, the sound duct 1 together with those located on it IDT 2, 3, 4 is located in a sealed enclosure 6.

Устройство работает следующим образом. При подаче опрашивающего сигнала на антенну 5 он проходит на ВШП 2 и возбуждает поверхностные акустические волны (ПАВ) в звукопроводе, которые отражаются от отражательных ВШП 3, 4 и принимаются ВШП 2, а далее сигнал поступает в антенну 5 и излучается на распознающее устройство. Так как каждый отражательный ВШП отводит часть энергии ПАВ при их распространении от ВШП 2 в обратном направлении, то амплитуда ПАВ, падающей на последующий отражательный ВШП будет меньше амплитуды ПАВ, падающей на предыдущий отражательный ВШП. Поэтому амплитуда отраженных ПАВ с увеличением номера отражательного ВШП будет падать, что приведет в сформированном устройством идентификации коде к тому, что импульсы кода будут убывать, что может привести к ошибкам при его расшифровке. Чтобы этого не происходило, отражательные ВШП делаются в виде двух одинаковых частей 3 и 4 (см. чертеж). Если расстояние между частями 3 и 4 кратно периоду ВШП, то отраженные ПАВ будут складываться в фазе, что приведет к увеличению коэффициента отражения. Если это расстояние будет равно

, то отраженные ПАВ будут складываться в противофазе и амплитуда отраженной ПАВ будет близка к 0. Таким образом, изменяя расстояние между частями 3 и 4 отражательного ВШП в пределах

можно изменять коэффициент отражения от величины

до 0 и делать амплитуду отраженных ПАВ близкой друг к другу несмотря на номер отражателя. В этом случае максимальным будет коэффициент отражения последнего отражательного ВШП, а далее коэффициент отражения будет убывать, обеспечивая тем самым близкие по амплитуде импульсы кодовой последовательности.The device operates as follows. When applying the interrogating signal to the antenna 5, it passes to IDT 2 and excites surface acoustic waves (SAWs) in the sound duct, which are reflected from reflective IDTs 3, 4 and are received by IDT 2, and then the signal enters the antenna 5 and is transmitted to the recognition device. Since each reflective IDT deviates part of the surfactant energy when they propagate from IDT 2 in the opposite direction, the amplitude of the surfactant incident on the subsequent reflective IDT will be less than the amplitude of the surfactant incident on the previous reflective IDT. Therefore, the amplitude of the reflected surfactants will decrease with an increase in the number of reflective IDTs, which will lead to a decrease in the code pulses in the code generated by the identification device, which can lead to errors in its decoding. To avoid this, reflective IDTs are made in the form of two identical parts 3 and 4 (see drawing). If the distance between parts 3 and 4 is a multiple of the IDT period, then the reflected surfactants will add up in phase, which will lead to an increase in the reflection coefficient. If this distance is equal

then the reflected surfactants will add up in antiphase and the amplitude of the reflected surfactant will be close to 0. Thus, changing the distance between parts 3 and 4 of the reflective IDT within

you can change the reflection coefficient from the value

to 0 and make the amplitude of the reflected surfactants close to each other despite the number of the reflector. In this case, the reflection coefficient of the last reflective IDT will be maximum, and then the reflection coefficient will decrease, thereby providing pulses of a code sequence close in amplitude.

Пример выполнения. Устройство идентификации выполнено в герметичном корпусе 6, в котором расположен звукопровод 1 из ниобата лития YX/128° среза. На звукопроводе 1 расположены приемопередающий однонаправленный ВШП 2, содержащий 17 активных секций и имеющий апертуру 20 длин ПАВ на центральной частоте опрашивающего сигнала, и 16 (N=16) отражающих ВШП, состоящих из двух частей 3 и 4, каждая из которых имеет тот же период что и ВШП 2, а число периодов М=1. В этом случае максимальный коэффициент отражения равен

, а минимальный - 0,02. Центральная частота опрашивающего импульса равна 860 МГц.Execution example. The identification device is made in a sealed enclosure 6, in which the sound duct 1 is made of lithium niobate YX / 128 ° cut. On the sound duct 1 there are transceiver unidirectional IDT 2 containing 17 active sections and having an aperture of 20 SAW lengths at the center frequency of the interrogating signal, and 16 (N = 16) reflecting IDTs, consisting of two parts 3 and 4, each of which has the same period as IDT 2, and the number of periods M = 1. In this case, the maximum reflection coefficient is

and the minimum is 0.02. The center frequency of the interrogating pulse is 860 MHz.

Claims

A device for identifying objects on surface acoustic waves, comprising a housing, a receiving and transmitting antenna, a sound duct, on the working surface of which an on-pin transducer (IDT) is connected to the antenna, and reflective IDTs, characterized in that the reflective IDT is made of two identical parts shifted relative to each other by a distance that depends on the number of reflective IDT, counted from the IDT connected to the antenna, and changing the distance between the parts of the reflective In N in the range λ _0/4, the reflectance can be changed by

to 0, where λ ₀ is the period of reflective IDT, k ² is the square of the coefficient of electromechanical coupling, M is the number of periods in the part of reflective IDT.